【摘要】：電力輸電線路是我國重要的生命線工程之一,國家對輸電線路工程的可靠性要求也越來越高。我國“西電東送”的能源輸送戰(zhàn)略方針,會使得許多輸電線塔不得不經(jīng)過煤炭采空區(qū)地段。受煤礦采空區(qū)地表沉陷的影響,輸電線路桿塔基礎(chǔ)將發(fā)生沉降、傾斜現(xiàn)象,使得塔體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力,造成塔體局部破壞,嚴(yán)重時甚至?xí)沟盟w倒塌,直接威脅架設(shè)在采空區(qū)輸電線塔的運(yùn)行安全。本文以陜北神臺線煤炭采空區(qū)為例,使用FLAC3D有限元分析以及概率積分法,結(jié)合已有的成果以及采空區(qū)地質(zhì)條件,計(jì)算出采空區(qū)沉降變形分布規(guī)律。得出地表傾斜及地表下沉是影響高壓線塔穩(wěn)定性的主要因素。以采空區(qū)線路上的某直角塔ZVIG-39為例,應(yīng)用ANSYS軟件分析了輸電線塔桿件內(nèi)力變化與主要地表變形之間的關(guān)系,以桿件軸向應(yīng)力為屈服標(biāo)準(zhǔn),得到了輸電線塔可以承受的臨界地表沉降變形值。采用驗(yàn)算點(diǎn)法計(jì)算分析了在不同地表沉降變形作用下輸電線路中典型桿塔結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)。得到影響輸電線塔可靠度指標(biāo)的控制性工況,可為處于煤炭采空區(qū)輸電線塔的變形預(yù)測提供參考。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM75
【圖文】：

夾綠灰色泥巖，具大型板狀斜層理，含植物莖葉化四系近人工堆積土(mlhQ ):褐黃色，松散。含植物根系，主要分布平整時所形成。中更新統(tǒng)離石組(1pQ)為棕黃色~黃褐色亞粘上部具有零星的鈣質(zhì)結(jié)核。全區(qū)廣泛分布。區(qū)范圍區(qū)所屬煤礦公司提供的關(guān)于采空 2-1 煤層所導(dǎo)致的采空區(qū)物定了 2-1 煤層開采后所形成的采空區(qū)范圍。物探報告使用高法兩種方法對廠區(qū)所處的采空區(qū)進(jìn)行勘察。通過瞬變電測法31 條測線，共計(jì) 1413 個測點(diǎn)。通過對電阻率相關(guān)曲線圖進(jìn)行的有關(guān)外界信息，隨后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比就可以計(jì)算出開區(qū)域范圍最大，對架設(shè)在此礦區(qū)的輸電線影響最大。推測采37 至 56 號測點(diǎn)之間。形狀不規(guī)則，東西向最寬處約為 440m， 198400m2。異常性能可靠，推斷為采空區(qū)，如圖 3.1 所示。

3 采空區(qū)地表沉降計(jì)算及數(shù)值模擬300m,Z 軸方向即豎直方向取長度 76m，計(jì)算范圍長 寬 高=200x300x76m。其中采空區(qū)域?yàn)?200 200 2m。模型煤巖體均采用六面體單元劃分，煤層開采范圍內(nèi)單元最小尺寸為 10m。地表沙土層網(wǎng)格細(xì)化便于較準(zhǔn)確模擬煤層開采地表沉陷反應(yīng)，地表土層最小單元尺寸為 2.5m，有的地表劃分為 1.5m，劃分后的網(wǎng)格圖形如圖 3.2 所示。本模型一共劃分了 45600 個單元格、48170 個節(jié)點(diǎn)。煤巖體均采用具有拉剪復(fù)合屈服準(zhǔn)則的理想彈塑性本構(gòu)模型。3.4.4 邊界條件在明確相關(guān)參數(shù)以后，隨后在該軟件中進(jìn)行分組，并且相應(yīng)的賦予不同的參數(shù)。隨后再通過對邊界進(jìn)行施加外力的方式來明確邊界。各巖層主要承受其自重應(yīng)力場。首先進(jìn)行地應(yīng)力初始應(yīng)力場的模擬，隨后進(jìn)行相關(guān)處理以后就可以開始進(jìn)行模擬分析。此外對模型的不同地方施加變形為零的約束，而且模型底部不會受到變形的影響，此外重力也會對底部施加相關(guān)約束，所以其頂部就不需要施加約束為自由邊界。

（a:側(cè)視圖） (b:正面圖)圖 3.5 地表總位移云圖圖 3.6 地表下沉等值圖 圖 3.7 地表傾斜等值圖利用軟件 TECPLOT，可以提取出等值圖中任意剖面位置的數(shù)據(jù)，利用該方法，可以的到主斷面上任意一點(diǎn)的地表下沉變形以及地表傾斜值。根據(jù)得到的剖面數(shù)據(jù)，利用 origin 軟件即可得到在主

【參考文獻(xiàn)】

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1 王松濤;徐彬;楊景勝;柯嘉;王學(xué)群;;輸電線路桿塔整體可靠度的研究與分析[J];廣東電力;2015年09期

2 馮云芬;貢金鑫;李宏男;張子引;;輸電線路桿塔構(gòu)件可靠度校準(zhǔn)[J];電力建設(shè);2014年05期

3 俞登科;李正良;韓楓;汪之松;;基于性能目標(biāo)的特高壓輸電塔抗風(fēng)可靠度分析[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2013年06期

4 俞登科;李正良;李茂華;范文亮;;基于矩方法的特高壓輸電塔抗風(fēng)可靠度分析[J];工程力學(xué);2013年05期

5 靳海霞;白中科;周偉;王金滿;李帥;;黃土丘陵區(qū)井工煤礦損毀耕地復(fù)墾費(fèi)用研究及實(shí)證[J];資源與產(chǎn)業(yè);2013年03期

6 湯伏全;原濤;汪桂生;;渭北礦區(qū)厚黃土層采動變形數(shù)值模擬研究[J];西安科技大學(xué)學(xué)報;2011年01期

7 李峰;袁駿;侯建國;安旭文;;我國輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度研究[J];電力建設(shè);2010年11期

8 熊鐵華;侯建國;安旭文;李峰;;覆冰荷載下輸電鐵塔體系可靠度研究[J];土木工程學(xué)報;2010年10期

9 張成良;楊緒祥;李風(fēng);侯克鵬;吳應(yīng)武;;大型采空區(qū)下持續(xù)開采空區(qū)穩(wěn)定性研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2010年08期

10 陳建穩(wěn);袁廣林;劉濤;王鑫;;數(shù)值模型對輸電鐵塔內(nèi)力和變形的影響分析[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年01期

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1 韓楓;特高壓輸電塔線體系的抗風(fēng)可靠度研究[D];重慶大學(xué);2012年

本文編號：2802399